Учебный стенд «Механика жидкости» ✅

Лабораторный стенд «Механика жидкости» предназначен для проведения лабораторных работ по курсу «Механика жидкости и газа», «Гидрогазодинамика», «Гидравлика» в системе высшего и среднего профессионального образования, а также будет интересен студентам других строительных специальностей.

Выполнение лабораторных работ способствует лучшему усвоению теоритического курса, приобретение практических основ. В ходе проведения экспериментов приобретаются навыки в обращении с измерительными приборами и оборудованием, постановке лабораторных задач и обработке экспериментальных данных.

Стенд в ходе проведения лабораторных работ позволяет:

• изучить режимы течения жидкости;
• изучить потери давления на местных сопротивлениях трубопроводов;
• исследовать характеристики трубопроводов;
• исследовать уравнение Бернулли;
• исследовать течение жидкости через сопло Вентури;
• изучить изменение давления в напорном трубопроводе при запирании клапанов в различной последовательности (гидравлический удар).

Стенд собран на рамном основании, изготовленном из металлического профиля. Основание имеет поворотные колесные опоры с тормозами. На рамном основании монтируется гидравлическая система с исследуемыми участками и блок управления.

Система разделена на исследуемые участки:

1. Участок для изучения режима течения жидкости (визуализация ламинарного и турбулентного режимов). Участок состоит из двух напорных баков, один бак с чистой водой, второй с подкрашенной. Чистая вода подается в прозрачный трубопровод. Вода с краской подается в насадок. Управление режимами течения производится при помощи заслонок.
2. Участок для изучения гидравлического удара. Выполнен из трубопровода ПВХ. Для проведения работы на входе и выходе участка расположены два соленоидных клапана. Управление клапанами производится с блока управления. На участке расположены пять датчиков давления, распределенных на равном расстоянии друг от друга.
3. Участок для исследования уравнения Бернулли. Представляет собой участок трубопровода различного сечения, выполненного из алюминия. В трех сечениях установлены датчики избыточного давления.
4. Участок для исследования течения жидкости через сопло Вентури. Представляет собой участок трубопровода различного сечения, выполненного из алюминия. В двух сечениях установлены датчики избыточного давления.
5. Участок для изучения потерь давления на местном сопротивлении. Представляет собой участок полипропиленового трубопровода, с установленными на нем гидравлическими сопротивлениями в виде крана, вентиля и диафрагмы. На исследуемых участках расположены дифференциальные датчики давления.
6. Участок для изучения характеристик трубопроводов. Выполнен из трубопроводов различных материалов:
   • полипропилен с внутренним диаметром трубы 25 мм;
   • полипропилен с внутренним диаметром трубы 16 мм;
   • медь с внутренним диаметром трубы 16 мм.

На участках трубопроводов установлены дифференциальные датчики давления.

Движение воды в системе осуществляется при помощи двух насосов, которые расположены в нижней части стенда. На входе и выходе насосов установлены датчики давления, а также расхода.

Все датчики, установленные на участках исследования, подключаются к измерительной системе. Измерительная система выполнена на микропроцессорной технике по принципу модульной архитектуры (из субмодулей) для обеспечения модернизации.

Блок управления оборудованием стенда представляет собой моноблок выполненный из металлического профиля с корпусом из ABS пластика. Все надписи на блоке выполнены при помощи цветной термопечати.

Блок управления оборудованием стенда, включает в себя:

1. Блок управления, в составе:
   • ЖК-дисплей для отображения состояния органов управления;
   • Кнопка «Выбор» для переключения активных экранов ЖК-дисплея;
   • Кнопка «Режим» для активации выбранного органа управления;
   • Энкодер «Управление» для управления выбранным органом управления.
2. Блок вывода данных, в составе:
   • ЖК-дисплей для отображения результатов измерений;
   • Кнопка «Выбор» для переключения активных экранов ЖК-дисплея;
   • Кнопка «Калибровка» для калибровки датчиков после включения;
   • USB разъем для подключения персональному компьютеру.
3. Модуль электропитания, в составе:
   • автоматический выключатель - для подачи питания стенда;
   • кнопка «ВКЛ.» – для подачи питания на блок управления;
   • кнопка «ВЫКЛ.» – для отключения питания блока управления;
   • кнопка-грибок «Аварийное отключение» - для аварийного отключения электропитания;
   • разъем «Сеть» для подключения питания напряжением 220В, частотой 50Гц.

При подключении к персональному компьютеру измерительная система работает под управлением программного комплекса ELAB. Программное обеспечение выводит данные в графическом виде, а также сохраняет их для дальнейшей обработки в табличном и графическом виде.

Программный комплекс ELAB при каждом запуске автоматически определяет активный COM порт подключения оборудования, с его подсветкой во всплывающем окне. Доступные модули управления выполняются в едином стиле. Инструменты программы позволяют в реальном времени наблюдать за аппаратной частью стенда.